의사 GNSS 신호를 활용한 의사위성 측위시스템의 폐색지역 내 측위 정확도 평가

위광재,이호철,이재철,이동하 한국측량학회 2023 한국측량학회지 Vol.41 No.4

This study was conducted to derive appropriate GNSS (Global Navigation Satellite System) positioning method to enable continuous positioning in GNSS obstructed areas. For this, we tested the Pseudolite positioning system using a Multi-signal Pseudo-GNSS technique, which was analyzed to be suitable for resolving GNSS obstruction in Korea, and conducted the experiment for verifying its performance and utilization in GNSS obstructed area. Among the many GNSS obstructed areas in Korea, we selected the lower part of a large overpass, which has little impact of multipath error, and is clearly divided into a complete and partial obstructed area, as the study area. The Pseudolite equipment was installed in study area, and a point positioning in GNSS surveying was performed using a geodetic GNSS receiver. As a result of this study, it was possible to develop a psuedo-GNSS positioning model suitable for GNSS obstructed areas in Korea, and it is possible to ensure GNSS positioning in GNSS obstructed area with a similar accuracy compare to point positioning method(within sub-meter) in GNSSsurveying on the open area when using the model developed in this study. 본 연구는 GNSS (Global Navigation Satellite System) 폐색지역에서 위치결정이 가능하도록 적합한 GNSS 측위방안을 도출하고, 이를 통해 다양한 LBS의 개발 및 활용을 지원하기 위해 수행되었다. 이를 위해 국내의 GNSS 폐색지역 해소에 적합한 것으로 분석된 다중신호 의사 GNSS 기법을 적용한 의사위성(Pseudolite) 측위시스템을 구성하고, 실험에 적합한 환경의 GNSS 폐색지역을 선정하여 그 성능과 활용성을 검증하고자 하였다. 실험 지역으로 다중경로의 영향이 적으며, 완전 폐색지역과 부분 폐색지역으로 구분이 명확한 대형 교량 하부에 의사위성 장비를설치하고, 측량용 GNSS 수신기를 이용한 단독측위 방식의 위치결정 실험을 수행하였다. 그 결과 국내의 GNSS 폐색지역 위치결정에 적합한 의사 GNSS 측위 모델을 정립할 수 있었으며, 본 연구에서 제안한 의사 GNSS 기술을 활용하는 경우 GNSS 폐색지역 내에서도 개활지와 유사한 수준의 GNSS 단독측위 정확도(수 m 이내)로 수평 위치결정이 가능하였다.

멀티센서 데이터를 이용한 건물의 3차원 모델링 기법 개발 및 평가

위광재,김은영,윤홍식,강인구 한국측량학회 2007 한국측량학회지 Vol.25 No.1

Modeling 3D buildings is an essential process to revive the real world into a computer. There are two ways to create a 3D building model. The first method is to use the building layer of 1:1000 digital maps based on high density point data gained from airborne laser surveying. The second method is to use LiDAR point data with digital images achieved with LiDAR. In this research we tested one sheet area of 1:1000 digital map with both methods to process a 3D building model. We have developed a process, analyzed quantitatively and evaluated the efficiency, accuracy, and reality. The resulted differed depending on the buildings shape. The first method was effective on simple buildings, and the second method was effective on complicated buildings. Also, we evaluated the accuracy of the produced model. Comparing the 3D building based on LiDAR data and digital image with digital maps, the horizontal accuracy was within ±50 cm. From the above we derived a conclusion that 3D building modeling is more effective when it is based on LiDAR data and digital maps. Using produced 3D building modeling data, we will be utilized as digital contents in various fields like 3D GIS, U-City, telematics, navigation, virtual reality and games etc. 현실세계를 컴퓨터에 재현하기 위해서는 건물에 대한 3D 모델링 작업이 가장 필수적인 작업이다. 건물에 대한 3차원 모델링의 방법으로는 항공레이저측량을 통하여 획득된 고밀도 3차원 점 데이터를 기반으로 하여 1:1,000 수치지형도의 건물 레이어를 이용하는 방법과 LiDAR 데이터와 함께 취득되는 디지털 영상을 이용하는 방법으로 구분할 수 있는데 본 연구에서는 각각의 방법에 대하여 1:1,000 수치지형도 1도엽을 대상으로 건물에 대한 3차원 모델링 작업을 실시하여 작업방법을 개발하였으며, 효율성, 정확도 및 재현성를 정량적으로 평가분석하였다. 연구 결과, 단순 건물의 경우에는 수치지형도와 LiDAR 데이터를 이용하는 것이 효율적인 것으로 나타났으며, 모양이 다양하고 복잡한 형태의 건물의 경우는 LiDAR 데이터와 디지털 영상을 이용하여 모델링 하는 것이 효과적임을 알 수 있었다. 또한 모델링된 정확도 평가 결과, LiDAR 데이터와 디지털 영상을 이용하여 건물에 대하여 3차원 모델링후, 수치지형도와 비교하였을 때, 수평위치가 ±50cm 이내인 것으로 나타났다. 따라서 건물에 대한 3차원 모델링 작업은 LiDAR 데이터와 수치지형도의 건물 레이어을 이용하여 효과적으로 수행 할 수 있을 것으로 판단이 되며 구축된 3차원 건물 모델링 데이터는 3D GIS. U-City, Telematics, Navigation, 가상현실 및 게임 등 다양한 분야의 디지털 콘텐츠로 활용할 수 있을 것이다.

GIS 기반의 토석류 시뮬레이션 프로그램 개발

위광재,이영균,이동하,서용철,Wie. Gwang-Jae,Lee. Young-Kyun,Lee. Dong-Ha,Suh. Yong-Cheol 한국방재학회 2010 한국방재학회논문집 Vol.10 No.1

본 연구에서는 토석류를 비압축성의 불안정한 유체로 가정하여 토석류의 피해범위를 시뮬레이션하는 GIS 기반의 프로그램의 개발에 대해 다루고 있다. 개발된 Debris Flow Analyzer 프로그램은 입력된 DEM을 완만하게 재정리한 후, 대상지역에 대한 경사, 토석류 이동 방향, 계곡을 추출한 결과와 토석 부피, 물 부피, 속도, 유효 점도, 동적 마찰계수를 취합하여 유한차분법을 적용하여 시간에 따른 토석류 이동 형태를 시뮬레이션하게 된다. 또한 이러한 시뮬레이션 결과를 Google Earth에 표현하여 토석류 재해지도의 활용성을 개선하고자 하였다. This study describes a development of GIS-based program called Debris Flow Analyzer for simulating the hazard extent of debris flow on the assumption that is uniform continuous, incompressible, unsteady. The Debris Flow Analyzer was designed to process debris flow numerical simulation with Finite Difference Formulation; smoothed DEM, slope, debris flow directions, extract valley, debris volume, water volume, debris flow moving speed, effective viscosity, dynamic friction coefficient. Also, it is expected that we can be improved the inform of debris flow hazard map by Google Earth.

국가 수직기준체계 재정립을 위한 수진기준변환 모델링 연구

위광재 한국측량학회 2012 한국측량학회 학술대회자료집 Vol.2012 No.4

라이다의 반사강도에서 추출한 지상기준점의 정확도 비교

위광재(Wie Gwang Jae),최윤수(Choi Yun Soo),오종민(Oh Jong Min),이임평(Lee Im Pyung),서용운(Suh Young Woon) 대한공간정보학회 2008 대한공간정보학회지 Vol.16 No.4

사진기준점측량을 위한 지상기준점 선점시에 산악지역과 해안지역, 갯벌 등 지상기준점을 선점할 수 있는 뚜렷한 지형과 지물이 없는 지역에서는 효율적으로 지상기준점을 추출할 수 없기 때문에 현지측량의 시간과 비용, 정확도 등에서 문제점이 있다. 본 연구에서는 항공 라이다 반사강도를 지상기준점으로 사용하여 사진기준점측량을 수행한 후에 기 구축된 수치지도에서 추출한 지상기준과 비교하였으며, 또한 현지측량된 검사점을 기준으로 비교ㆍ평가하였다. 연구 결과, 라이다 반사강도를 이용하였을 시에는 평균오차가 ±1.02m로 나타났으며, 기 구축된 수치지도를 이용하였을 경우에 ±1.13m로 나타났다. 이 결과는 라이다 반사강도를 지상기준점으로 사용하는 것이 수치지도에서 추출한 것보다 0.11m 향상되었음을 보여준다. As we choose ground control points for aerial triangulation, we have a lot of problems in a mountain, a costal area, a desert, the foreshore etc because they don't have clear topography for control points and it spends a lot of cost and occurs problems of accuracy. In this study, we compare and analyze between ground control points from LiDAR intensity, digital map with ground control points from the field survey as doing AT each. As the result, the average error was ±1.02m from using LiDAR intensity, ±1.13m from using digital map. this result can present the control points from LiDAR intensity is 0.11m better than from digital map.

현지 측량기준점을 이용한 LiDAR 데이터의 정확도 검증

위광재(Wie Gwang Jae),양인태(Yang In Tae),서용운(Suh Young Woon),심정민(Sim Jung Min) 대한공간정보학회 2006 대한공간정보학회지 Vol.14 No.4

본 논문은 항공 LiDAR 데이터의 정확도를 수평과 수직으로 구분하여 현지의 측량기준점을 이용하여 평가하였다. 항공LiDAR 측량은 좌우 스캔방식에 의한 레이저 포인트를 취득하므로, 미리 측량된 점과 정확히 일치하는 포인트를 획득하기가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 현지 측량점 주변에 위치한 점들을 종합적으로 이용하여 비교, 평가를 실시하였다. 수평위치의 정확도는 LiDAR 포인트로부터 각 건물면에 대한 평면방정식을 구성하여 모서리 점에 대한 좌표를 산출하여 현지 측량점과 비교한 결과, 평균오차 19㎝로 나타났으며, 16점 중에서 15점이 20㎝ 이내의 오차를 보였다. 수직위치의 정확도는 총41점에 대해 현지에서 측량한 검사점의 높이값을 이용하여 수직위치를 평가한 결과, 평균오차 10㎝, RMSE 14㎝로 나타났으며 총 검사점의 75%가 15㎝ 이내로 오차를 보였다. 따라서 본 연구 결과를 바탕으로 향후 수치지형도 수정ㆍ갱신, 기본지리정보 및 삼차원공간정보 구축 등 LiDAR 데이터의 정확도에 따른 활용범위를 산정할 수 있을 것으로 판단된다. In this paper, airborne LiDAR data were evaluated in horizontal and vertical accuracy. By using zigzag scanning type of LiDAR, GCPs are not tested directly. So points around GCPs were used in this evaluation. Building corner points were made from LiDAR’s building planar and compared with ground surveyed GCPs, in horizontal accuracy test. Its accuracy shows 19㎝ average and 21㎝ RMSE and 15 points were within 20㎝ among 16 points. In vertical accuracy test, 41 GCPs were used and it shows 11㎝ average and 14㎝ RMSE and 75% of GCPs were within 15㎝. This could be a criterion in topographic map modification and basic geographic DB and 3D data construction using airborne LiDAR data.

LiDAR 데이터를 이용한 등고선 제작의 효율성 평가

위광재(Wie Gwang Jae),조재명(Cho Jae Myoung),이임평(Lee Impyeong),강인구(Kang In Gu) 대한공간정보학회 2007 대한공간정보학회지 Vol.15 No.2

최근 들어 디지털 기반의 산업환경 변화와 더불어 관련 기술의 변화가 급속히 진행되고 있다. 측량분야에서도 과거 단순히 항공사진을 이용하여 도화를 하던 방식에서 벗어나 GPS 및 INS 등의 멀티센서 및 디지털 카메라를 이용한 디지털 방식의 작업환경이 도입되고 있다. 지형에 대한 정확한 데이터는 국토의 효율적 이용 및 관리, 도시계획 수립, 환경 및 재난관리 등 여러 분야에서 광범위하게 활용되고 있으며 지식정보시대의 필수적인 정보인프라로 인식되고 있다. 본 연구에서는 수목 등에 투과성이 우수하며 비행설계에서부터 최종성과물까지 디지털 방식으로 정확?신속하게 데이터를 산출할 수 있는 항공레이저측량을 이용하여 지형정보를 취득하였으며, 이를 통해 제작된 등고선과 항공사진 도화에 의한 현행 수치지형도(1/1,000 및 1/5,000의 등고선을 비교하여 그 정확도와 세밀도 및 경제적 관점에서 효율성을 평가하였다. GPS측량에 의한 정확도 평가 결과, LiDAR 데이터의 표고 정확도는 평균 0.089m±0.062m로써 1/1,000 수치지형도보다 우수하게 나타났으며, 복잡한 도시의 지물을 보다 더 세밀하게 표현할 수 있었다. 경제적 측면에서는 현행 항공사진 도화에 의한 1/1,000 수치지형도 등고선 제작비용(100㎢ 기준)과 비교하여 약 48%의 비용절감 효과를 나타냈다. 본 연구결과, 갱신주기가 수년에 이르는 수치지형도의 수정?갱신이 미흡한 현재의 상태에서 항공레이저측량에 의하여 획득된 LiDAR 데이터를 이용할 경우에 등고선의 최신성 및 현시성을 충족시킬 수 있는 대안임을 보여 주었다. The digital working environment and its related technology have been rapidly expanding. In the surveying field, we have changed from using optical film cameras and plotters to digital cameras, multi sensors like GPS/INS etc,. The old analog work flow is replaced by a new digital work flow. Accurate data of the land is used in various fields, efficient utilization and management of land, urban planning, disaster and environment management. It is important because it is an essential infrastructure. For this study, LiDAR surveying was used to get points clouds in the study area. It has a high vegetation penetrating advantage and we used a digital process from planning to the final products. Contour lines were made from LiDAR data and compared with national digital base maps (scale 1/1,000 and 1/5,000). As a result, the accuracy and the economical efficiency were evaluated. The accuracy of LiDAR contour data was average 0.089m±0.062 m and showed high ground detail in complex areas. Compared with 1/1,000 scale contour line production when surveying an area over 100 ㎢, approximately 48% of the cost was reduced. Therefore we prepose LiDAR surveying as an alternative to modify and update national base maps.

항공 초분광 센서의 소개 및 국내 적용사례에 대해 설명해주세요

위광재(Gwang-Jae We) 대한토목학회 2013 대한토목학회지 Vol.61 No.4

우리나라 해안선조사측량 추진현황 및 개선점 연구

위광재(Wie, Gwang Jae),김은영(Kim, Eyung Young),성노선(Sung, No Sun),임영태(Lim, Young Tae) 한국측량학회 2010 한국측량학회 학술대회자료집 Vol.2010 No.4

우리나라 해안선 조사측량은 "01년도 태안군 시범사업을 시작으로 "09년까지 경남 통영시까지 완료를 하였고 "10년에 강원도 고성군까지 육지부 해안선 조사측량을 완료할 계획이다. 해안선조사측량은 국토의 형상을 정립하고 정확한 해안선를 제작하기 위하여 "07년까지 기준점측량, 수준측량, 지형현황측량, 수심측량, 조석관측, 속성조사 등으로 수행을 하였고 "07년부터 지형현황을 측량을 항공레이저측량을 대체하여 수행하였다. 본 연구에서는 그간 해안선 조사측량사업의 현황, 문제점, 개선점을 분석하여 향후 육지부 해안선에 갱신방안과 도서부 해안선조사측량 방안을 제시하고자 한다. Shoreline Investigation Survey in Korea 2001 Taean ended 2009 Tongyeong with start, Gosung in 2010 to survey the shoreline plans to complete the survey. Shoreline Investigation Survey of the country shape formulation and accurate coastline produced to by 2007 baseline survey, level survey, the terrain level survey, water level survey, tidal observations, property survey, etc was conducted. Since 2007 the status of topography survey were performed by replacing the Airborne LiDAR survey. In this research study surveying the shoreine of the business status, issues, improvements in the updated plan to analyze the shoreline land department future research and surveying the shoreline Island department plan is presented.

LiDAR 데이터를 이용한 해안선 추출 알고리즘 개발

위광재(Wie, Gwang-Jae),정재욱(Jeong, Jae-Wook) 한국측량학회 2006 한국측량학회지 Vol.24 No.2